[发明专利]一种树木长期水分利用效率的确定方法

摘要

本发明提出一种树木长期水分利用效率的确定方法，包括以下步骤：步骤一、样品采集与处理，具体为树芯样品采集，样品处理，烘干，粉碎，煅烧和碳同位素分析；步骤二、长期水分利用效率的计算。本发明提出的方法，以多年生长的树木为样本，通过同位素碳分析，结合光合能力和气孔导度与水分利用率的数学关系，精确确定不同年份树木的水分利用率，可以在1～100年时间尺度上获得水分利用率变化趋势。

主权项

一种树木长期水分利用效率的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、样品采集与处理1)树芯样品采集：在距离地面100～150cm处沿等高线方向钻取树木横截面上的树芯；2)样品处理：将树芯样品沿年轮线进行切割分离然后将同一年的树芯样品放在一个容器内；3)烘干：用去离子水冲洗样品以去除表面沾染的其他碳源；将清洗好的样品放于烘箱中于70～90℃温度下连续烘干40～60小时；4)粉碎：用粉碎机或球磨仪将烘干后的样品进行粉碎，将粉碎的样品过80目筛；5)煅烧：称取粉碎过筛后的样品，用锡箔或铝箔纸包裹，在总有机碳元素分析仪中，通入不含CO₂的空气进行煅烧，煅烧温度为950℃；6)碳同位素分析：用同位素质谱仪(DELTA plus XP)对收集的气体进行测定，得到树芯样品的碳同位素分辨率值δ¹³Cp；步骤二、长期水分利用效率的计算植物水分利用效率为同化速率A与蒸腾速率E的比值$WUE=\frac{A}{E}=\frac{Ca-Ci}{1.6\mathrm{\Δ}e}---\left(3\right)$Ca和Ci分别是大气及叶片细胞内的CO₂气压，Δe为叶内外水汽压差；基于碳同位素分辨率值δ¹³C与Ci之间的数量关系方程：δ¹³C＝a+(b－a)(C_i/C_a)    (4)求得植物水分利用效率：$WUE=Ca\×(1-\frac{{\mathrm{\δ}}^{13}Ca-{\mathrm{\δ}}^{13}Cp-a}{b-a})/1.6\mathrm{\Δ}e---\left(5\right)$上式中，δ¹³Ca为大气本底稳定碳同位素值，a＝4.4‰，代表CO₂通过气孔时扩散分馏系数；b＝27‰，指CO₂被Rubisco酶羧化过程中的分馏系数。